- Production de l’énergie électrique
- Contraintes de production et de stockage
- Transport de l’énergie électrique
- Notion de rendement et de conversion
- Contraintes de production de l’énergie électrique et de stockage
Produire et transporter l'énergie électrique - cours exercices corrigés
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Produire et transporter l'énergie électrique Exercices Corrigés
Production de l’énergie électrique Exercices
Production de l’énergie électrique corrigés d'exercices
Notion de rendement et de conversion Exercices
Notion de rendement et de conversion Corrigés
Transport de l’énergie électrique Exercices
Transport de l’énergie électrique Corrigés d'exercices
Contenu du cours Produire et transporter l'énergie électrique Physique et chimies
I. Contraintes de production et de stockage
1. Les besoins en électricité sont irréguliers mais doivent être satisfaits.2. Pourquoi stocker de l’électricité ?
3. Comment stocker de l’énergie électrique ?
Le stockage d’énergie répond à un besoin technique : c’est un atout indispensable à long terme pour permettre la décarbonation du mix électrique décidée par les politiques publiques, européennes notamment.
a. Mécanique : Cette catégorie regroupe les voies les plus connues de stockage à grande échelle. Elle inclut les volants d’inertie, les accumulateurs hydrauliques, et plus généralement tout type de stockage d’énergie potentielle ou cinétique.
b. Electrochimique : Les batteries. C’est la voie la plus connue du grand public, les batteries ayant de nombreuses applications quotidiennes (véhicules, téléphones portables...). Cette catégorie comprend aussi les batteries à circulation (dont batteries Red-Ox), basées sur le même principe mais dont les solutions actives sont contenues dans des réservoirs séparés, permettant ainsi de gérer la capacité énergétique indépendamment de la puissance de la batterie. Les technologies de batteries sont multiples et possèdent des caractéristiques très variables.
c. Thermique : De nombreuses solutions de stockage de froid (glace, liquides cryogéniques) et de chaud (sels fondus, accumulateurs de vapeur, graviers ou billes à changement de phase...) existent et permettent de stocker l’énergie sous forme thermique (chaleur latente, chaleur sensible) avant de la restituer, le plus souvent directement sous forme de chaleur ou de froid, mais aussi parfois sous forme électrique.d. Electrostatique/magnétique : Certains systèmes permettent de stocker l’énergie directement sous forme électrique : les condensateurs, qui permettent d’accumuler des électrons. Les SMES5, eux, la convertissent en énergie magnétique.
e. Chimique : Il s’agit d’utiliser l’électricité pour constituer un composant chimique, une molécule, qui a ensuite la capacité, en brûlant ou via une pile à combustible par exemple, de restituer de l’énergie. L’hydrogène et le méthanol en sont deux exemples.f. Utilité : Le stockage d’utilité au sein d’un procédé permet de concentrer en heures creuses la consommation d’électricité liée à la production d’un produit intermédiaire (oxygène ou azote liquide par exemple), qui peut être stocké à bas coût et sera consommé ultérieurement.
I. Energie convertie
Le principe de conservation de l’énergie est un des principes fondamental de la physique : un appareil
électrique resitue intégralement, après l’avoir convertie, l’énergie électrique qui lui avait été fournie.
Un conducteur ohmique, par exemple, convertit intégralement l’énergie électrique en énergie
thermique et en rayonnement. Seulement, dans nombre d’appareils électriques, une partie de l’énergie
restituée ne l’est pas sous la forme désirée mais sous une forme non récupérable et non exploitable. On
parle donc d’énergie dégradée.
II. Rendement de conversion
I. Production de l’énergie électrique
De nombreuses méthodes de production de l’électricité existent. Elles emploient panneaux solaires, éoliennes, piles, centrales thermiques... Certaines permettent de produire de l’énergie en grande quantité, d’autres pas.1. Le plus souvent, un alternateur est utilisé. Il est constitué de deux parties :
a. Un stator : fixe, constitué d’un enroulement de fils conducteurs.
b. Un rotor : formé d’un ou plusieurs aimants.
II. Représenter une chaîne énergétique